【摘 要】
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疾病严重危害人类的健康和生命,开发精准诊疗各种疾病的传感器受到了社会各界的广泛关注。快速的诊断方法能抑制传染性疾病的传播,是控制新型冠状病毒肺炎（COVID-19）等流行病大爆发的主要方法;此外,精准诊疗还能提供个性化治疗方案,是提高肿瘤等重大疾病生存率的重要方法。然而,现有的传感器在疾病诊疗方面存在耗时长、灵敏度低和副作用大等问题。光纤传感器具有小型化、光路简单和抗干扰能力强等优势。改变形状能提
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疾病严重危害人类的健康和生命,开发精准诊疗各种疾病的传感器受到了社会各界的广泛关注。快速的诊断方法能抑制传染性疾病的传播,是控制新型冠状病毒肺炎（COVID-19）等流行病大爆发的主要方法;此外,精准诊疗还能提供个性化治疗方案,是提高肿瘤等重大疾病生存率的重要方法。然而,现有的传感器在疾病诊疗方面存在耗时长、灵敏度低和副作用大等问题。光纤传感器具有小型化、光路简单和抗干扰能力强等优势。改变形状能提高光纤传感器的灵敏度,有力推动光纤传感器在医疗健康等领域的应用。局域表面等离子体（LSPR）是一种实时无标记的技术,能高效地将光能转换成热能,是一种前沿的光热治疗（PTT）技术。基于此,本论文创造性地将Ω形光纤传感器与LSPR结合,通过设计T形适体开发一种快速检测新型冠状病毒（SARS-Co V-2）的传感器,通过系统研究光纤LSPR的光热性能构建了一种高灵敏、低毒性的诊疗双功能传感器。本论文的主要研究内容如下:（1）通过创新性设计了T形适体,提高与N蛋白结合的亲和力,构建了一种基于Ω形光纤的适体传感器,解决了SARS-Co V-2检测耗时长的问题。T形适体能有效调控纳米金（Au NPs）表面适体的方向和密度,其亲和力较现有的poly A和巯基修饰适体有显著性提高。T形适体功能化的Ω形光纤可构建直接分析法;适体功能化的金/银纳米粒子（Au/Ag NPs-apt）的引入进一步放大了LSPR信号,开发了夹心分析法。该传感器成功应用于鼻咽拭子临床样品的检测,在45 min的检测时间内,Ω形光纤传感器可正确区分COVID-19患者和健康志愿者,真阳性检测率为93.8%,真阴性检测率为100%。此外,该传感器还实现了冷链食品中N蛋白的一步、快速分析。基于Ω形光纤的LSPR适体传感器能快速检测SARS-Co V-2,为传染性疾病的快速检测提供潜在的新方法。（2）通过引入具有LSPR效应的光热材料金纳米棒（Au NRs）,制备了一种杂化纳米层功能化的光纤LSPR,创造性地开发了细胞检测、光热治疗（PTT）双功能传感器。通过Au NRs配体置换,制备Au NPs/Au NRs功能化的Ω形光纤LSPR,实现了肿瘤细胞的超灵敏分析,LOD低至2.6 cells/m L。通过监测升温曲线,发现Ω形光纤LSPR具有局部性、高效性和结构依赖性的产热特性。这种特性能有效杀死结合在光纤表面的细胞,对非特异性细胞无损伤。该传感器在近红外激光持续照射下,可通过PTT效应杀死81.8%的靶标MCF-7细胞,对非靶标细胞杀死率低于20%。综上所述,构建的Ω形光纤LSPR传感器具有灵敏度高、产热效率高、副作用低等优点,有望为肿瘤诊疗的有前途工具。
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